汽车设计复习和考试题目概述

1、汽车设计中必须考虑的“三化”是什么？答：产品的系列化、零部件的通用化和零件标准化。产品的系列化：指汽车制造厂可以供应各种型号的产品（汽车或总成、部件）；零部件的通用化：同一系列或总质量相近的一些车型，采用通用的总称或部件， 以减少不见的类型、简化生产；标准化：设计中尽可能采用标准件，以便组织生产、提高质量、降低制造成本并使维修方便。 布置形式货车按发动机位置不同分几种？各有何有缺点？货车根据发动机位置不同，分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。特点形式FRFRMRMRRRRR说明发动机形式多种* *对置对置直列、V型、对置轴荷分布合理不好不好* *满载后桥易超载发现故障* *容易困难困难发动

2、机故障维修发动机方便* *困难困难接近性好操纵机构简单* *复杂复杂长头式、短头式货箱地板低高高驾驶室空间拥挤* *宽敞宽敞平头式发动机影响* *大小小噪声、振动、气味和热量驾驶员视野不好*好好长头式大客车按发动机位置不同布置形式分几种？各有何有缺点?根据客车发动机位置不同，其布置形式有三种： 发动机前置后桥驱动， 发动机中置后桥驱动，发动机后置后桥驱动。特点形式FRFRMRMRRRRR说明发动机影响大* *小小噪声、振动、气味和热量检修发动机不便不便方便* *接近性好轴荷分配前重* *合理合理前轴超载、转向沉重候补舒适性较差较好好* *后桥簧上质量增加车厢面积利用差好好* *发动机横置行李箱

3、小小大* *设置于地板下地板高度高高低* *地板下没有传动轴、发动机传动轴长度长短短发动机冷却好不好不好操纵机构简单复杂复杂发动机故障容易发现困难困难汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和汽车性能参数；尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸；质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量和轴荷分配；性能参数：动力参数（最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转矩）、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、操纵稳定性参数、制动参数和舒适性。汽车的质量参数包括那些？各是如何定义的？1 1 ）整车整备质量 m。：指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等

4、），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。2 2 ）汽车的载客量：乘用车的载客量指包括驾驶员在内的座位数；城市客车的载客量指座位数加站立乘客数。3 3 ）汽车的载质量 me:在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。4 4 ）质量系数 mo :指汽车载质量与整车整备质量的比值，即m0二me/m。5 5 ）汽车总质量 ma :指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。6 6）汽车的载或满载总质量的百分比来表示。汽车性能参数的确定1 1动力性参数汽车动力性参数包括最高车速VmaxVmax加速时间t,t,上坡能力、比功率和比转矩等。 加速时间t t汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大

5、加速度加速到一定车速所用去的时间，称为加速时间。 上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imaximax来表示汽车的上坡能力。 汽车的比功率 P P b b和比转矩TbTb比功率是汽车所装发动机的标定最大功率PemaxPemax与汽车最大总质量 mama之比。即P P b=Pemax/mab=Pemax/ma它可以综合反映汽车的动力性，比功率大的汽车 加速性能要好于比功率小的汽车。比转矩TbTb是汽车所装发动机的最大转矩TemaxTemax与汽车总质量mama之比，Tb=Temax/m&Tb=Temax/m&它能反映汽车的牵引能力。发动机的悬置结构形式及特点？答：发动机的悬置结构形

6、式：传统的橡胶悬置和液压阻尼式橡胶悬置。传统的橡胶悬置特点是结构简单，制造成本低，但动刚度和阻尼损失角B的特性曲线基本上不随激励频率变化。液压阻尼式橡胶悬置的动刚度及阻尼损失角有很强的变频特性，对于衰减发动机怠速频段内的大幅振动十分有利。在进行汽车总体布置是，使用五条基准线，是怎样确定的？答：在初步确定汽车的载客量（载质量）、驱动形式、车身形式、发动机形式等以后，要深入做更 具体的工作，包括绘制总布置草图，并校核初步选定的各部件结构和尺寸是否符合整车尺寸 和参数的要求，以寻求合理的总布置方案。绘图前要确定画图的基准线 （面）。确定整车的零线（三维坐标面的交线）、正负方向及标注方 式，均应在汽车

7、满载状态下进行，并且绘图时应将汽车前部绘在左侧。1 1车架上平面线纵梁上翼面较长的一段平面或承载式车身中部地板或边梁的上缘面在侧（前）视图上的投影线，称为车架上平面线。2 2.前轮中心线通过左、右前轮中心，并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线，称为 前轮中心线。3 3.汽车中心线汽车纵向垂直对称平面在俯视图和前视图上的投影线，称为汽车中心线。4 4.地面线地平面在侧视图和前视图上的投影线，称为地面线。5 5.前轮垂直线通过左、右前轮中心，并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线，称为前轮垂直线。变速器的主要参数有哪些？挡数、传动比范围、中心距 A A、外形尺寸、齿轮参数、

8、各挡齿轮齿数的分配。档数增加变速器的档数能改善汽车的动力性和经济性。 档数越多，变速器的结构越复杂，并且是 尺寸轮廓和质量加大。 同时操纵机构复杂，而且在使用时换档频率也增高。 在最低档传动比 不变的条件下，增加变速器的当属会是变速器相邻的低档与高档之间传动比比值减小，是换档工作容易进行。要求相邻档位之间的传动比比值在1.81.8以下,该制约小换档工作越容易进行。要求高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的传动比比值小变速器传动比范围的定义及确定传动比范围的影响因素？答：变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动传动比的比值。最高挡通常是直接挡，传动比为 1.01.0

9、;如最高挡是超速挡，传动比为0.0. 7 70.0. 8 8 。影响最低挡传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡 能力、驱动轮与地面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定 行驶车速等。传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件 （如要求的汽车爬坡能力）等因素有关。目前乘用车的传动比范围在3.3. 0 04.4. 5 5之间，轻型商用车在 5.5. 0 08.8. 0 0之间，其它商用车则更大。变速器中心距指何而言？它对什么有较为重要的影响？1 1） 对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器中心距A A

10、;对两轴式变速器，将变速器输入轴与输出轴之间的距离称为变速器中心距A A。2 2） 其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小有影响，而且对轮齿的接触强度有影响。模数的选取遵循的一般原则：为了减少噪声应合理减少模数，增加尺宽；为使质量小，增加数，同时减 少尺宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应选用同一种模数，而从强度方面考虑，各档齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选小；对货车， 减小质量比噪声更重要，故齿轮应选大些的模数。压力角压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，

11、为提高齿轮承载力，取大些。变 速器齿轮用2020 , ,啮合套或同步器的接合齿压力角用3030为什么中间轴式变速器中间轴上的齿轮螺旋方向一律要求为右选，而第一轴、第二轴上的齿轮为左旋？答：斜齿轮传递转矩时， 要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡。根据右图可知，欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，须满足下述条件:Fai= =Fmtantan 3 1Fa2= =Fn2tata n n32由于，为使两轴向力平衡，必须满足式中，F Fal、F Fa2为作用在中间轴承齿轮 1 1、2 2上的轴向力；F Fnl、F Fn2为作用在中间轴上齿轮 1 1、 2 2上

12、的圆周力；r ri、2为齿轮1 1、2 2的节圆半径；T T为中间轴传递的转矩。齿轮1 1与第一轴齿轮啮合，是从动轮，齿轮 2 2与第二轴齿轮啮合， 成为主动轮，因此 都为右旋时，所受轴向力方向相反， 从而通过设计螺旋角和齿轮直径， 可使中间轴上的轴向 力抵消。普通锥齿轮差速器有何优缺点？优点：结构简单，工作可靠平稳缺点：当汽车越野行驶或在泥泞、冰雪路面上行驶时，其转矩分配不合理，无法发挥潜在的牵引力，以致汽车停驶主减速器的轮齿类型的选择主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。单级主减速器通常采用螺旋锥齿轮或者双曲面齿轮传动影响减速形式选择的因素：汽车类型、使用条

13、件、驱动桥处的离地间隙、驱动桥数和布置形式以及主传动i0i0。其中，i0i0的大小影响汽车的动力性和经济性。防滑差速器的种类很多，主要可分为两大类：1 1、 强制锁止式在普通差速器上增加强制锁止机构，当发生一侧车轮打滑时，驾驶员可通过电动、气动或机械的方式来操纵锁止机构，拨动啮合套将差速器壳与半轴锁成一体，从而暂时失去差速的作用。 这种方式结构比较简单，但必须由驾驶员进行操作，并在良好路面上停止锁止，恢复差速器的作用。2 2、 自锁式在差速器中安装粘性硅油联轴节或摩擦离合器，当发生一侧车轮打滑时，两侧半轴出现转速差，联轴节或离合器就自动发生摩擦阻力，使另一侧车轮得到一定的扭矩而驱动汽车继续行驶

14、。当两侧车轮没有转速差时，摩擦阻力消失，自动恢复差速器的作用。这种方 式结构比较复杂，但不需要驾驶员进行操作。目前已越来越多地在汽车上得到应用。防滑差速器不仅用于左右车轮间的差速器，也用于全轮驱动汽车的轴间差速器中。 半轴分为三种，即全浮式、3/43/4浮式、半浮式全浮式半轴支承结构和特点全浮式半轴支承形式， 半轴与桥壳没有直接联系。 半轴内端用 花键与半轴齿轮套合，并通过 差速器壳支承在只减速器壳的座孔中。全浮式半轴支承广泛应用于各型货车上。全浮式半轴支承形式， 半轴只在两端承受转矩， 而不承受其他任何反力和弯矩，所以称为全浮式半轴支承，“浮”是对卸除半轴的弯曲载荷而言。半浮式半轴支承结构和

15、特点车轮与桥壳之间无直接联系， 而支承于悬伸出的半轴外端。 因此，地面作用于车轮的各种反 力都须经半轴外端的悬伸部分传给桥壳， 使半轴外端不仅要承受转矩，而且还要承受各种反 力及其形成的弯矩。半轴内端通过花键与半轴齿轮连接，不承受弯矩。故称这种支持形式为 半浮式半轴支承什么是轴转向效应？为什么要求后悬架（钢板弹簧）前铰接点的布置比后铰接点要低些？1 1 ）前、后悬架均采用纵置钢板弹簧非独立悬架的汽车转向行驶时，内侧悬架处于减载而外侧悬架处于加载状态，于是内侧悬架缩短，外侧悬架因受压而伸长，结果与悬架固定连接 的车轴的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度a。这叫做汽车的轴转向效应。2 2 ）对前轴，

16、轴转向效应使汽车不足转向趋势增加；对后桥，则增加了汽车过多转向趋势。将后悬架纵置钢板弹簧的前部吊耳位置布置得比后部吊耳低，于是悬架的瞬时运动中心位置降低，与悬架连接的车桥位置处的轨迹如图所示，即处于外侧悬架与车桥连接处的运动轨迹是oaoa段，结果后桥轴线的偏离不再使汽车具有过多转向的趋势。（需要画图）。何为转向器的正效率 ，根据 所分的三种转向器各有什么优缺点？目前汽车上广泛使用的 是哪一种转向器？为什么?答：正效率：功率从转向轴输入，经转向摇臂轴输出到车轮时的效率PIPl二Pk P2，6转向器的摩-P3P逆效率：由车轮输入，经转向器输出到转向盘的效率擦功率；什么是转向器传动间隙特性？其变化特

17、点是什么？为什么要求这样的变化？1 1 ）各种转向器中传动副之间的间隙（传动间隙）随转向盘转角；：的大小不同而改变，这种变化关系称为转向器传动间隙特性。2 2 ）传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极小，最好无间隙；在离开中间位置后呈逐渐加大的形状。3 3 ）直线行驶时传动副若存在传动间隙，一旦转向轮受到侧向力作用就能在间隙Lt范围内允许车轮偏离原行驶位置使汽车失去稳定。为此要求传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置要极小。转向器传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在间隙大到无法确保直线行驶的稳定性时，必须经调整消除该间隙。 调整后，要求转向盘能圆滑低从中间位置转

18、到两端而无卡住现象。维持传动间隙在离开中间位置后应逐渐加大。对动力转向机构的要求1 1）运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系。2 2）随着转向轮阻力的增大（或减小），作用在转向盘上的手力必须增大（或减小），称之为“路感”。3 3）当作用在转向盘上的切向力FhFh 0 0. . 0250250 0. 190kN190kN时（因汽车形式不同而异），动力转向器就应开始工作。4 4）转向后，转向盘应自动回正，并使汽车保持在稳定的直线行驶状态。5 5）工作灵敏，即转向盘转动后，系统内压力能很快增长到最大值。6 6）动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。7 7）密封

19、性能好，内、外泄漏少。增加信号传感器装置、电子控制装置和转电动助力转向系统电动助力转向系统是在传统机械转向机构基础上，向助力机构等构成的。电动助力转向系统的功能着眼点是使用电力驱动执行机构实现在不同 的驾驶条件下为驾驶人员提供适宜的辅助力。系统主要由以下几个部分组成：电子控制单元（ECUECU）、车速传感器和扭矩传感器、伺服电动机、变速机构和转向柱总成等。其工作原理如 下图所示。当驾驶员对转向盘施力并转动转向盘时，位于转向盘下方与转向轴连接的转矩传感器，将经扭杆弹簧连接在一起的上、下转向轴的相对转动角位移信号变为电信号传至控制器，在同一时刻车速信号也传入控制器。根据以上两信号, ,控制器确定电

20、动机的旋转方向和助力转矩的大小。具体的工作情形是：汽车处于起动或者低速行驶状态时，操纵方向盘转向，装在转向 柱上的扭矩传感器不断检测作用于转向柱扭杆上的扭矩，并将此信号与车速信号同时输入电子控制器，处理器对输入信号进行运算处理，确定助力扭矩的大小和方向，从而控制电动机的电流和转向，电动机经离合器及减速机构将扭矩传递给牵引前轮转向的横拉杆，最终起到为驾驶人员提供辅助转向力的功效；当车速超过一定的临界值或者出现故障时，EPSEPS系统退出助力工作模式，转向系统转入手动转向模式。不转向的情况下，电动机不工作。电动助力转向系统很容易实现在不同的车速下实时的为汽车转向提供不同的助力效果，保证汽车在低速行

21、驶时轻便灵活，高速行驶时稳定可靠。综合分析题1 1汽车驱动工况下，试分析钢板弹簧的受力状态并对其进行强度验算，指出危险段面 在何处？（ 8 8分）（1 1） 汽车驱动时，钢板弹簧受力状态如图所示：（3 3分）其中：G2G2- -作用在后轮上的垂直静载荷；m2m2- -驱动时后轴负荷转移系数；W0-W0-总截面系数；C-C-固定点到地面的距离；b-b-板簧宽度；hl-hl-主片厚。（2 2）危险断面出现在后钢板弹簧前半段（2 2分）其最大应力为:匚max =G2m2*L(L2 亠C)/(L1L2)*W0 G2M 2：/(bhl)设计参数选择题1 1、何谓离合器后备系数？影响其取值大小的因素有哪些

22、？ （8 8分）（1 1 ）离合器后备系数：离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，3=Tc/Temax=Tc/Temax。（2 2 分）（2 2） 考虑以下因素，3不宜选取过大（3 3分）：防止传动系过载；紧急接合离合器，T T传（2323） TemaxTemax;不松开离合器、紧急制动，T T传= =（15201520） TemaxTemax;保证离合器尺寸小，结构简单；减少踏板力，操纵轻便；发动机缸数多，转矩平稳，3可取小些；膜片弹簧离合器可以取小。（3 3） 下列因素要求3不宜选取过小（3 3分）：衬片磨损后，仍能可靠传递TemaxTemax, 3宜取大些；防止离合器接合时

23、滑磨过大，导致寿命下降；使用条件恶劣，有拖挂，为提高起步 能力；柴油机因工作粗暴，转矩不平稳，3宜取大些。2 2、试说明汽车总体设计时，哪些因素对轴荷分配 的选取产生影响？ （ 6 6分）影响轴荷分配的主要因素：汽车的驱动形式（2 2分）、发动机的位置（1 1分）、汽车结构特点（1 1分）、车头的形式（1 1分）、使用条件（1 1分）。结构方案分析11发动机前置前轮驱动 的布置形式，现今在 经济型轿车上得到广泛应用，其主要原因 是什么？而 发动机后置后轮驱动 的布置形式在 客车上得到广泛应用，其原因又是什么?（1 1 ）对于经济型轿车，发动机前置前轮驱动布置方案的主要优点是：前桥轴荷大，有明显

24、的不足转向；（1 1分）前轮是驱动轮，越障能力高；（1 1分）动力总成紧凑，不需要传动轴，可3 3、汽车悬架设计过程中，应满足哪些基本要求？ （8 8分）降低车内凸包高度，有利于提高乘坐舒适性；（1 1分）轴距可缩短，有利于提高机动性；（1 1分） 散热条件好；行李箱空间足够大。（1 1分）（2 2 ）对于客车，发动机后置后轮驱动布置方案的主要优点是：能较好的隔绝发动机的气味和热量，客车中、前部基本不受发动机工作噪音和振动的影响；（1 1分）检修发动机方便；（1 1分）轴荷分配合理；（1 1分）并可改善车厢后部乘坐舒适性；（1 1分）发动机横置时，车厢面积利用好。简述题1 1简述钢板弹簧各片长

25、度的确定过程。（1 1） 先将各片厚度 hihi的立方值hi3hi3按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上；（2分）（2 2） 再沿横坐标量出主片长度的一半L/2L/2和U U形螺栓中心距的一半 S/2S/2,得到 A A、B B两 点；（2 2分）（3 3） 连接A A、B B即得到三角形的钢板弹簧展开图，ABAB线与各叶片的上侧边交点即为各片长度。2 2、主减速器设计过程中，主、从动齿轮的齿数应当如何选择才能保证具有合理的传动 特性和满足结构布置的要求？（ 5 5分）应遵守下述原则选取主、从动齿轮齿数Z1Z1、Z2Z2：（1 1）满足最小离地间隙要求，Z1Z1、Z2Z2尽可能取小些；（1 1分）（

26、2 2 ）满足重合度要求，希望Z1Z1、Z2Z2取多些；（1 1分）（3 3） 为使轮齿不发生根切，要求货车Z1?6Z1?6。为降低噪声，对于轿车，Z1?9Z1?9；（ 1 1分）（4 4） 为使各齿间均匀啮合，Z1Z1、Z2Z2不应有大于1 1的公约数；（1 1分）（5 5） Z1+Z2Z1+Z2 ?40?40，以保证足够弯曲强度和疲劳强度，降低噪音。（1 1分）（1 1）具有良好的衰减振动能力；（1.51.5分）（2 2）保证汽车有良好的操纵稳定性；（1.51.5分）（3 3）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适；（4 4）有良好的隔声能力 ；（1 1分）（

27、5 5 ）结构紧凑、占用空间尺寸要小；（1 1分）（6 6）可靠地传递各种力，力矩； （1 1分）（7 7 ）在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。（1 1分）4 4、 为保证变速器很好地工作，设计变速器时应当满足哪些主要要求？ （ 8 8分）（1 1） 保证汽车有必要的动力性和经济性。（1 1分）（2 2） 设置空档，用来切断动力。（1 1分）（3 3） 设置倒档。（1 1分）（4 4） 设置动力输出装置。（1 1分）（5 5） 换档迅速、省力、方便。（1 1分）（6 6） 工作可靠，无跳档、乱档、换档冲击现象。（1 1分）（7 7） 传动效率要高。（1 1分）（8 8）

28、工作噪声低。（0.50.5分）（9 9） 尺寸小，质量小，成本低，维修方便。（0.50.5分）5.5. 主减速器设计过程中，主、从动齿轮的齿数 应当如何选择才能保证具有合理的传动特性和满足结构布置的要求？（ 5 5分）应遵守下述原则选取主、从动齿轮齿数Z1Z1、Z2Z2 :（1 1）满足最小离地间隙要求，Z1Z1、Z2Z2尽可能取小些；（1 1分）（2 2 ）满足重合度要求，希望Z1Z1、Z2Z2取多些；（1 1分）（3 3） 为使轮齿不发生根切，要求货车Z1?6Z1?6。为降低噪声，对于轿车，Z1?9Z1?9；（ 1 1分）（4 4） 为使各齿间均匀啮合，Z1Z1、Z2Z2不应有大于1 1的

29、公约数；（1 1分）（5 5） Z1+Z2Z1+Z2 ?40?40，以保证足够弯曲强度和疲劳强度，降低噪音。（1 1分）名词解释11汽车整备质量：车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。2.2. 汽车质量系数：汽车装载质量与整车整备质量的比值，n mO=me/mOmO=me/mO。3.3. 悬架动挠度：从满载静平衡位置开始，悬架压缩到结构允许的最大变形时，车轮中心相对车架（车身）的垂直位移fdfd。4.4. 侧倾中心：在侧向力的作用下，车身在通过左、右车轮中心的横向平面内 发生侧倾时，相对于地面的瞬时摆动中心。5.5. 转向器传动间隙：是指各种转向器中传动副（如齿轮齿条式转向器的齿轮与齿条传动副；循环球式转向器的齿扇与齿条传动副）之间的间隙。该间隙随转向盘转角的大小不同而改变，这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性。6.6. 转向系力传动比：从轮胎接地面中心作用在两个转向论上的合力 2Fw2Fw与作用在转向盘手力FhFh之比，称为转向系力传动